Das James Webb Telescope (JWST oder Webb) hat Hunderte von antiken Galaxien entdeckt, die zu den allerersten Mitgliedern des Universums gehören könnten – ein Sprung gegenüber nur einer Handvoll, von deren Existenz damals nur eine Handvoll bekannt war.
Bereits 600 Millionen Jahre später die große ExplosionDiese sehr jungen Galaxien weisen komplexe Strukturen und Sternhaufen auf, wie eine neue Studie berichtet. Die Studie ist Teil einer internationalen Zusammenarbeit namens JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), die einen Monat lang Beobachtungen von zwei kleinen Punkten am Himmel sammelte: einem im Sternbild Ursa Minor und dem anderen in Richtung des Fornax-Haufens . In dieser Region befanden sich mehr als 700 neu entdeckte junge Galaxien, die das Universum so schnell wie möglich zu offenbaren schienen.
Kevin Heinlein, Assistenzprofessor für Forschung am Steward Observatory in Arizona und Hauptautor der neuen Studie: „Wenn man das gesamte Universum nimmt und es auf einen zweistündigen Film reduziert, sieht man sich die ersten fünf Minuten des Films an.“ Das sagte er, als er die Entdeckung am Montag (5. Juni) auf dem 242. Treffen der American Astronomical Society in Albuquerque und online bekannt gab. „Das sind die Galaxien, die den Prozess der elementaren Bildung und Komplexität einleiten, den wir heute in der Welt um uns herum sehen.“
Diese neuen Entdeckungen haben Aufschluss darüber gegeben, wie die ersten Galaxien und Sterne entstanden sind, und einen reichhaltigen Katalog an Elementen geschaffen, die heute im Universum beobachtet werden.
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Allein in diesen fünf Minuten, die darauf hindeuten, dass das Universum zwischen 370 und 650 Millionen Jahre alt ist, fanden Heinlines und Kollegen, die Webbs Daten untersuchten, 717 kleine Galaxien – was sich als größer herausstellte als frühere Vorhersagen –, die sich alle tatsächlich über Tausende von Galaxien erstrecken . Aus Lichtjahren Entfernung komplexe mathematische Strukturen und Geburtssterne in mehreren Clustern.
sagte Heinline Stellungnahme. „Jetzt können wir sehen, dass es sich bei einigen von ihnen um erweiterte Objekte mit visueller Struktur handelt.“
Die beiden in dieser Studie verwendeten Regionen werden gemeinsam als GOODS-South bezeichnet, was eine Abkürzung für ist Tiefenscan der Ursprünge der großen Observatorienund wurde von fast allen großen Weltraumteleskopen eingehend untersucht, darunter HubbleDie Chandra-Röntgenobservatorium Spitzer ist jetzt bei der NASA im Ruhestand.
Trotz dieser früheren Untersuchung waren 93 % der neu entdeckten Galaxien, die Webb während JADES entdeckte, noch nie zuvor gesehen worden.
„Was wir zuvor gesehen haben, waren nur hellere, extremere Beispiele heller Galaxien im frühen Universum“, sagte Heinlein während seiner Präsentation am Montag. „Wir suchen jetzt nach gewöhnlicheren, alltäglichen Galaxien in einem turbulenten jungen Universum.“
Es wird seit langem darüber diskutiert, wie diese chaotische, staubige Umgebung in das transparente Universum verwandelt wurde, das wir heute sehen. Eine der führenden Theorien besagt, dass dieses Stadium in der Evolution des Universums genannt wird Die Ära der Reionisierungereignete sich etwa 400.000 Jahre nach dem Urknall, als sich die erste Generation von Sternen – vermutlich 30- bis 300-mal massereicher und millionenfach leuchtender – bildete und das trübe Universum verschlang. erstes Licht.
Ultraviolettes Sternenlicht reionisierte das Universum, indem es die reichlich vorhandenen Wasserstoffatome in Protonen und Elektronen spaltete, ein Prozess, der bis eine Milliarde Jahre nach dem Urknall andauerte. Einige Astronomen sagen jedoch Abflüsse aus supermassive schwarze Löcherähnlich dem im Herzen unserer Milchstraße, könnte es sein Dadurch entweichen UV-Strahlen von Galaxien und spielte daher eine wichtigere Rolle in der kosmischen Entwicklung als bisher angenommen.
Nun glaubt ein zweites Team des JADES-Programms, das Galaxien untersucht hat, die zwischen 500 und 850 Millionen Jahre nach dem Urknall existierten, also fünf bis acht Minuten nach Beginn des zweistündigen Films, der das Universum beschreibt, eine Antwort auf eine lange Frage -stehende Frage.
Ryan Endsley, ein Postdoktorand an der University of Texas, der die zweite Studie leitete, sagte am Montag auf einer Pressekonferenz. „Galaxien im frühen Universum verliefen im Allgemeinen chaotisch in der Art und Weise, wie sie Sterne bildeten.“
Endsleys Team studierte die Schilder Sternentstehung in diesen sehr frühen Galaxien, was Aufschluss darüber gab, wie Sternenlicht das Gas in diesen Galaxien ionisiert. Das Team fand heraus, dass zu dieser Zeit eine von sechs Galaxien lineare Emissionsmaxima in galaktischen Spektren aufwies, ein Merkmal, das von Atomen abgestrahlt wird, die durch Sternenlicht ionisiert werden, wenn sie abkühlen und mit anderen Teilchen verschmelzen.
Diese Emissionslinien sind ein Beweis dafür, dass die frühen Galaxien aktiv an der Geburt von Sternen beteiligt waren, die dann „Ströme ultravioletter Photonen“ in ihre eigenen Galaxien pumpten. Auf diese Weise seien die frühen Sterne des Universums zu den Haupttreibern der kosmischen Reionisierung geworden, sagte Endsley.
„Diese extremen Emissionslinien kommen im frühen Universum relativ häufig vor“, sagte er während seines Vortrags. „Fast jede Galaxie, die wir finden, weist ungewöhnlich starke Emissionslinienzeichen auf, die auf eine intensive jüngste Sternentstehung hinweisen“, fügte er in der Erklärung hinzu. „Diese frühen Galaxien waren sehr gut darin, heiße, massereiche Sterne zu bilden.“
Aus denselben Emissionslinien folgerte Endsleys Team auch, dass Galaxien im frühen Universum in kurzen Ausbrüchen Sterne erzeugten, denen Ruhephasen folgten.
„Plötzlich hast du Dutzende Sonnen „Das ist wirklich wichtig für unser Verständnis, wie Reionisierung stattfindet, weil diese massereichen, heißen Sterne sehr effiziente Produzenten dieser ultravioletten Photonen waren, die wir brauchten, um den gesamten Wasserstoff im frühen Universum zu ionisieren“, sagte Endsley Reportern auf der Pressekonferenz am Montag.
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